電動叉車電磁兼容性試驗研究

鄭穎龍

摘 要：工業(yè)車輛的CE認證對于電磁兼容性有嚴格的要求，對于叉車來說，必須要符合EN12895：2000的要求。文章以電動叉車為例，介紹如何根據(jù)EN12895：2000的要求進行電磁兼容性試驗及如何簡化試驗過程節(jié)省費用；并對不符合電磁兼容性要求部分提出了相應的整改方案，為叉車電磁兼容性試驗提供了一種較合理的參考方法。

關鍵詞：電動叉車；電磁兼容性試驗；光電信號轉(zhuǎn)換；屏蔽

中圖分類號：TM89 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-00100-02

隨著各種電子設備在工業(yè)車輛運行領域內(nèi)使用的增加，工業(yè)車輛的電磁兼容性也越來越引起大家的重視。對于工業(yè)車輛的電磁兼容性，不僅要求車輛對于外部電磁場及靜電放電要有足夠的抗擾度，還要求車輛本身產(chǎn)生的電磁輻射不能超過一定的要求。電動叉車電磁兼容性試驗是驗證電動叉車是否符合電磁兼容性要求的測試，通過該試驗可以很好地檢查電動叉車在電磁兼容性上是否存在不足之處，以便針對這些不足采取相應的措施進行改進，使叉車的電磁兼容性能更好地符合相關標準及法律法規(guī)的要求。

1 電動叉車電磁兼容性試驗

工業(yè)車輛中叉車按照動力源主要分為電動叉車和內(nèi)燃叉車，電動叉車涉及的電氣設備要比內(nèi)燃叉車多，所以電磁兼容方面需要注意的事項也就更多。本文就以電動叉車為例介紹如何進行電磁兼容性試驗及如何采取相應的改進措施。

1.1 電磁兼容性試驗前準備

通常來說，同一系列叉車都會有多種型號，試驗時選取電磁兼容性最差的車型進行測試以覆蓋整個系列。 以某系列電動叉車為例，該系列叉車包括了E16C，E16P，E20P三種車型，其中E16C電磁兼容性最差，所以我們選取E16C作為該系列的代表進行電磁兼容性試驗。

確定好車型之后，還需要確定隨車安裝的電氣設備。正常情況下，電動叉車進行電磁兼容性試驗需要裝配的電氣設備主要有照明燈、雨刮、空調(diào)或者暖氣、閃爍警示燈和其他工作燈等。需要特別測試的電氣設備，也可一并安裝到試驗車上進行測試。

1.2 電磁兼容性試驗-輻射發(fā)射

輻射發(fā)射試驗需要測試天線水平和垂直兩種情況下工業(yè)車輛左右兩側(cè)的輻射強度。測試需要針對四種情況進行，檢查工業(yè)車輛在這四種情況下對外發(fā)射的電磁輻射是否超過標準的要求，具體如下：

①行駛電機為最大轉(zhuǎn)速的60%～80%之間運行時；

②泵電機為最大轉(zhuǎn)速的60%～80%之間運行時；

③轉(zhuǎn)向電機以最大速度（脈沖控制的按照脈沖控制情況）持續(xù)運行時；

④輔助電氣設備正常工作時（短時工作的電氣設備，如喇叭等除外）。

為了節(jié)省時間和費用，可以采用組合方式，將四種情況同時進行測試。當然，四種情況一起測試實際上提高了對叉車電磁兼容性的要求。

仍以某系列的E16C電動叉車為例，輻射發(fā)射試驗過程中的叉車準備及參數(shù)設置如下：

①測試時將叉車支起，驅(qū)動輪可以自由轉(zhuǎn)動，叉車速度調(diào)整為10 km/h（60%的最大速度）。

②調(diào)節(jié)泵電機轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min（60%的最大轉(zhuǎn)速）。

③轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為液壓驅(qū)動，無需進行測試。

④開通所有的電氣設備（中式照明/旋轉(zhuǎn)警示燈/暖氣/雨刮）

測試過程中，難免會出現(xiàn)電磁輻射超標的情況；這時就需要根據(jù)實際情況采取相應的措施。一般來說，出現(xiàn)電磁輻射超標基本都是在低頻段30～75 MHz之間，且輻射超標的正常都是驅(qū)動電機或者是油泵電機。針對這種情況，可以采取如下的幾種措施進行改進：

①對電機電纜增加屏蔽線或者磁環(huán)；

②減小電機電纜的長度；

③加強護頂架和車架的金屬連接。

該系列E16C車測試過程也出現(xiàn)了的電磁輻射超標的情況，我們采用第一和第三種方法進行改進。以天線水平時叉車右側(cè)電磁輻射強度的變化為例，改進前后的結(jié)果，如圖1（a）和圖1（b）所示。

改進前，輻射值落在在臨界線上，不符合標準要求。改進后的結(jié)果遠低于標準線，完全符合標準。由此可見，我們采取的改進措施還是非常有效果的。

前面提到的三種整改方法，第一種最簡單有效的，而且成本不會很高。第二種不適用于電纜走線和長度已經(jīng)固定的情況。第三種需要在機械設計上進行改進，操作上有一定難度。具體采取哪種措施，需要根據(jù)實際情況進行分析并選擇。

1.3 電磁兼容性試驗-抗電磁輻射干擾性

工業(yè)車輛電磁兼容性試驗除了驗證輻射發(fā)射的強度是否符合標準要求之外，還需要驗證工業(yè)車輛是否可以抵抗標準規(guī)定強度的外界電磁輻射?？闺姶泡椛涓蓴_性試驗和輻射發(fā)射測試條件類似，只是天線的距離由輻射發(fā)射的10 m變?yōu)? m，且測試的項目也比輻射發(fā)射多一項，具體如下：

①工業(yè)車輛處于準備運行但速度為0的情況下，行駛系統(tǒng)的抗電磁干擾性。

②工業(yè)車輛為10%～30%最大行駛速度情況下，行駛系統(tǒng)的抗電磁干擾性。

③電機驅(qū)動的的載荷裝卸系統(tǒng)，在20%～40%最大電機轉(zhuǎn)速情況下，裝卸系統(tǒng)的抗電磁干擾性。

④電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在20%～40%最大電機轉(zhuǎn)速情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗電磁干擾性。

⑤其他輔助電氣系統(tǒng)的抗電磁干擾性。

同輻射發(fā)射試驗一樣，為了節(jié)省時間和費用，也可以在組合的工況下測試工業(yè)車輛的抗電磁輻射干擾性。另外，為了減少不確定因素的影響，我們提高了場強強度，一般在場強為 36 V/M的情況下進行抗電磁輻射干擾性測試。這樣就預留了足夠的余量，保證叉車的抗電磁輻射干擾性一定可以滿足標準的要求。

同樣的以某系列的E16C電動叉車為例，進行抗電磁輻射干擾性試驗時，我們將五種工況分成兩個組合，一種是1、3、4、5四種工況同時進行，一種是2、3、4、5四種工況同時進行。為了更好地跟蹤測試過程中車輛是否出現(xiàn)異常情況，我們制作了一套用于時時監(jiān)測車輛信息的光電信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如圖2所示。通過該系統(tǒng)并配合叉車診斷軟件，就可以很好的監(jiān)測試驗過程中車輛是否有異常。測試時的系統(tǒng)連接，如圖3所示。

就E16C車的抗輻射干擾性測試來說，測試過程中并未出現(xiàn)異常的情況，該車可以符合標準要求。但在平常的測試中，難免會遇到車輛抗干擾性無法達到要求，出現(xiàn)異常的情況，比如速度出現(xiàn)波動且超出允許范圍，個別繼電器工作異常等。針對這些問題，一般可以采取如下的措施：

①對異常部件，增加抗干擾磁環(huán)。

②將易受干擾的電氣部件放在金屬箱體中。

④選用經(jīng)過驗證，抗干擾等級較高的電氣部件。

第一種方法在平常的試驗中經(jīng)常用到，最簡單有效。第二種方法需要考慮成本和空間的問題。第三種方法建議最好在設計初期就考慮。具體采用哪種方法，需要工程師根據(jù)實際情況來進行合理選擇。

1.4 電磁兼容性試驗—靜電放電

靜電放電測試屬于抗擾度測試的一部分，測試內(nèi)容包括接觸放電和空氣放電。接觸放電主要是針對容易接觸到的金屬部件進行的放電測試，如電門開關、扶手和腳蹬等?？諝夥烹娭饕轻槍θ菀捉佑|到的塑料和橡膠部件，如儀表盤、各種燈開關和操作手柄等。

仍以某系列的E16C車為例，按照標準要求，需要對叉車進行4 kV的接觸放電和8 kV的空氣放電測試。為了保留安全裕量，我們按照6 kV的要求來進行接觸放電測試，空氣放電保持 8 kV。測試是否通過的判斷標準是測試過程中叉車是否有危險性的異常動作，是否產(chǎn)生了無法自動恢復的故障或者失效。如果有的話，則試驗未通過。暫時性的功能失效，但在重新啟動之后又恢復正常的，仍可以判斷為符合要求。

2 結(jié) 語

電氣部件的布置，線束的走向，大電流電纜的長度，護頂架和車架的連接等都會對整車的電磁兼容性產(chǎn)生重要的影響。電磁兼容性試驗只是提供了一種驗證的方法，對于車輛的電磁兼容，更重要的還是要在設計的初期就予以足夠的重視。積累日常工作及試驗中的經(jīng)驗，在設計過程中充分考慮電磁兼容的影響，合理布置電氣部件和線束，這樣才能更好地開發(fā)出符合電磁兼容性要求的工業(yè)車輛。

參考文獻：

[1] GB/T 30031-2013，工業(yè)車輛 電磁兼容性[S].

[2] prEN 12895：2013 E Industrial Truck-Electromagnetic compatibility

[S].